近年、「矮小惑星」という言葉がよく使われています。 2006年、海王星の軌道上に冥王星と同程度の大きさの天体が発見されたことにより、太陽の周りを回る天体の三分類の一つとして採用されました。
この用語は、冥王星のような天体への適用やその正確性を疑問視する声も多く、混乱や論争の種にもなっています。 しかし、IAUは現在、太陽系内の5つの天体を矮小惑星として認識しており、今後さらに6つの天体が認識される可能性があり、カイパーベルトの広がりの中には200以上の天体が存在する可能性があります。
定義：
2006年にIAUが採用した定義によると、矮小惑星とは「恒星の周りを回る天体で、自らの重力で丸くなるほどの重さがあるが、周辺の惑星縁辺部を取り除いておらず、衛星ではないもの」とされています。
要するに、この言葉は、惑星でも自然衛星でもない、2つの基本的な基準に当てはまる、惑星質量を持つ天体を指すことを意味しています。 1つは、太陽の軌道を直接回っていて、他の天体の周りにある月ではないこと。 2つ目は、自らの重力で球状になるほどの質量を持っていること。
サイズと質量：
天体が丸くなるためには、それ自身の重力が支配的な力となるほど、十分な質量を持つ必要があります。 この質量によって生じる内圧により、表面は可塑性を獲得し、高いところは沈み、くぼみは埋まるようになります。
一方、重力が支配的ではない数km程度の大きさの天体は、スフェロイド型やポテト型になる傾向があります。 体が大きければ大きいほど、内圧は高くなり、その圧力が内部の圧縮強度に打ち勝って、静水圧平衡に達するまでになります。 この時点では、自転と潮汐の影響を考えると、体は可能な限り丸くなります。
しかし、回転は矮小惑星の形にも影響を与えます。 自転しなければ球形になります。 しかし、回転が速ければ速いほど、扁平、あるいはスレンになります。 極端な例はハウメアで、長軸方向の長さが極の長さの2倍になっている。 また、潮汐力によって、天体の回転が徐々に潮汐ロックされ、常に同じ顔を相手に見せるようになる。
矮小惑星の大きさや質量の上限・下限はIAUでは規定されていない。
例えば、岩石質の小惑星のような硬いケイ酸塩でできた天体は、直径約600km、質量3.4×1020kgで静力学的に平衡になります。 剛性の低い水氷でできた天体の場合は、直径320km、質量1019kgが限界となる。
Orbital Dominance:
静力学的平衡に加えて、多くの天文学者は、惑星と矮小惑星を区別する際に、矮小惑星が「自分の軌道の周りをきれいにすることができない」ことを基準にすることを主張している。 つまり、惑星は衝突や捕獲、重力の乱れによって軌道周辺の小天体を取り除くことができる（あるいは、衝突を防ぐために軌道の共鳴を起こすことができる）のに対し、矮小惑星はそれに必要な質量を持っていないのです。
惑星が軌道をクリアする可能性を計算するために、惑星科学者のアラン・スターンとハロルド・F・レビソン（前者は冥王星探査機「ニュー・ホライゾンズ」の主任研究員、後者はMoon Expressのチーフ・サイエンティスト）は、「？
このパラメータは、ある天体の軌道が偏向するような遭遇の可能性を表すものです。
このパラメータは、ある天体が遭遇したときに、その天体が軌道を曲げる可能性を表すもので、スターンのモデルでは、このパラメータの値は質量の二乗に比例し、周期に反比例することから、天体がその軌道の近傍を通過する能力を見積もることができます。
ニューヨーク大学の科学者であり、アメリカ自然史博物館のリサーチアソシエイトであるスティーブン・ソーター氏などの天文学者は、このパラメータを惑星と矮小惑星の区別に用いることを提唱しています。
認識されている矮小惑星とその可能性：
現在、5つの矮小惑星が存在します。 冥王星、エリス、マケマケ、ハウメア、そしてセレスです。 その中で、セレスと冥王星だけは、十分な観測結果が得られていないため、このカテゴリーに入ることができません。 IAUは、絶対等級が+1等級より明るく、数学的に最小直径が838kmである無名の海王星通過天体（TNO）を矮小惑星として命名することを決定しました。
現在検討されている候補としては、オルカス、2002 MS4、サラシア、クアオア、2007 OR10、セドナなどがあります。
これらの天体はすべてカイパーベルトまたは散光円盤に位置していますが、Sednaは太陽系外縁部に存在するダイナミックなTNOに適用される特別な分類である離脱天体です。
太陽系内には、矮小惑星に分類される可能性のある既知の天体がさらに40個存在する可能性があります。 推定では、カイパーベルトと呼ばれる領域全体を探査した場合、最大で200個の矮小惑星が発見される可能性があり、カイパーベルトの外側に点在する天体を考慮すると、その数は1万個を超えるかもしれません。
Contention:
惑星の定義に関するIAUの決定の直後に、多くの科学者がIAUの決議に同意しないことを表明しました。 マイク・ブラウン（エリスを発見したカリフォルニア工科大学のチームリーダー）は、惑星の数を8つに減らすことに賛成しています。
スターン氏は、冥王星と同様に、地球、火星、木星、海王星もその軌道領域を完全にはクリアしていないと主張しています。 地球は1万個の地球近傍小惑星と一緒に太陽の周りを回っていますが、スターン氏によれば、これは軌道をクリアしたという概念に反するものです。
このように、スターンは2011年になっても冥王星を惑星と呼び、セレスやエリスなどの矮小惑星や大きな衛星を追加の惑星として受け入れている。
もう1つの論点は、この新しい定義を太陽系外の惑星に適用することです。 太陽系外の天体を識別する技術では、間接的にではありますが、その天体が「軌道をクリアした」かどうかを判断することができません。 そのため、IAUでは2001年に太陽系外惑星に関する別の「作業用」定義を設け、「太陽系外の天体が惑星とみなされるために必要な最小の質量・サイズは、太陽系内で使用されているものと同じであるべきである」という基準を設けました。”
IAUの決定内容だけでなく、その決定プロセス自体にも議論があります。 基本的に、最終的な投票に参加したのは、IAU総会の中でも比較的少数派で、9000人中425人、つまり5％以下でした。
しかし、この決定を支持する人たちは、9000人の母集団から400人の代表者を抽出することで、統計的に精度の高い結果が得られると強調しています。
また、会議に参加できなかった、あるいはプラハまで足を運ばなかった多くの天文学者の問題もあります。
また、天文学者のマーラ・ゲーハ氏は、分類問題の投票にはIAUの全会員が必要ではなく、惑星研究に直接関係する仕事をしている人だけが参加すればよいことを明らかにしました。
最後に、NASAはIAUが策定した新しいガイドラインを使用することを発表しましたが、これはIAUの立場を支持、あるいは少なくとも受け入れたことになります。
IAUによる「矮小惑星」を理解するのは簡単ですが、太陽系を3段階の分類システムに当てはめるのは、宇宙に対する理解が深まり、より遠くの宇宙を見ることができるようになれば、ますます難しくなるでしょう。
Universe Todayでは、矮小惑星について多くの記事を書いてきました。
Astronomy Castでも、矮小惑星についてのエピソードがあります。
Astronomy Castにも矮小惑星に関するエピソードがあります。
さらに詳しい情報は、NASAの「Solar System Overview」をご覧ください。
既知の矮小惑星とその月のリストはこちらです。
認識されている矮小惑星です。
- Ceres
- Pluto
- Charon
- Hydra
- Nix
- ハウメア
- マケイン
- エリス
- ディスノミア
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考えられる矮小惑星。
- オーカス
- クアオア
- 2007 OR10
- セドナ
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